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关键词： RV减速器   动态接触磨损   行星齿轮副   摆线针齿副   滚针轴承副   动力学建模  

摘要： RV减速器因其大速比、高精度、高刚性、小体积和高承载等优异传动性能,广泛应用于工业机器人、精密机床、航空航天以及军工武器等自动化装备中。RV减速器是由渐开线齿轮传动与摆线针轮传动组成的一种封闭型复合轮系。减速器主要传动接触副包括行星齿轮副、摆线针齿副和滚动轴承副,传动副的动态磨损是影响RV减速器传动精度性能及其演变特性的主要原因。国内外现有的研究主要集中于摆线齿廓修形优化、减速器传动误差等方面,对于在动态情况下传动系统的受力特性分析及关键部件接触磨损的研究相对较少,而动态磨损恰恰是影响RV减速器传动误差演变与精度保持性能的重要因素之一。因此,本文拟建立考虑各传动副磨损影响的RV减速器多体多点接触动力学模型,探明RV减速器动态传动特性与接触副磨损特性之间的映射规律,研究结果对揭示RV减速器传动精度演变规律,进而提高国产RV减速器的精度保持性能具有重要的理论与工程意义。基于此,本文提出开展RV减速器传动副动态磨损特性研究,主要研究内容如下:(1)构建RV减速器刚度单元模型,并在此基础上基于多体动力学理论,考虑主要传动副——行星齿轮副、摆线针齿副和滚针轴承副的接触作用,建立RV减速器多体多点接触动力学模型。基于所建立的多体动力学模型,可探明RV减速器运动过程中各个构件之间的相互接触作用关系与影响。(2)基于Archard磨损理论,在考虑减速器输入转速与扭矩工况影响下,构建RV减速器行星齿轮副、摆线针齿副和滚针轴承副的接触磨损模型,为后续RV减速器传动副磨损与动力学交互作用模型的建立提供可靠的理论方法。(3)以RV减速器整机为研究对象,将传动系统接触副磨损量转化为接触副动态间隙和摆线轮修形量,引入动力学模型中,建立考虑各接触副磨损特性与减速器整机动力学特性相互影响的耦合模型,并根据传动系统接触副的动态磨损量实时调整RV减速器动力学参数,探究行星齿轮副、摆线针齿副和滚针轴承副动态磨损特性与动力学响应之间的相互作用机理。(4)基于RV减速器动力学与接触副磨损交互作用模型,以RV20E-121减速器为例,对行星齿轮副、摆线针齿副和滚针轴承副的磨损量及其计算过程中的重要参数进行数值计算与分析,得到RV减速器三大传动副动态磨损的分布规律,为探明RV减速器传动误差演变特性奠定基础。

关键词： 混合润滑   表面织构   空化效应   磨损仿真   磨损演化  

摘要： 混合润滑磨损是指在润滑状态下,滑动面之间既有液体膜分隔,又有直接金属接触的情况。在这种情况下润滑和磨损同时发生。这种磨损可能会改变接触表面的形状和粗糙度,从而影响润滑条件和设备的寿命。表面织构的发现为降低摩擦副表面摩擦磨损、提高润滑性能提供了有效方法,由表面织构诱发的空化效应对油膜压力分布有重要影响,混合润滑磨损仿真中考虑空化效应能够更准确地模拟流场压力分布,进而提高整个混合润滑仿真系统的预测精度。目前有关织构化摩擦副空化效应的仿真研究,多为完全润滑工况,在存在复杂接触的混合润滑方面有所欠缺。 本文提出了一种考虑织构化摩擦副空化效应的混合润滑磨损仿真方法。针对流体控制方程在流体相变模拟上的缺陷而导致油膜压力不符实际的问题,采用空化截断模型对油膜空化效应进行模拟;通过空间频率函数对摩擦副表面形貌进行补充;使用欧拉-拉格朗日耦合(Coupled Eulerian-Lagrangian)分析法,解决了混合润滑磨损复杂流固耦合问题,建立了织构化摩擦副混合润滑磨损有限元模型。通过对考虑空化模型前后的油膜压力仿真结果进行对比,以此验证空化模型的有效性;同时,对空化效应对油膜承载力的影响进行了探讨,研究结果表明,空化效应能够增强微织构附近油膜的承载能力;通过对温度、外部载荷、滑移速度、织构分布等工况进行仿真分析,得出了固-固接触压力和节点磨损值的变化曲线。在此基础上,讨论了影响织构化摩擦副润滑性能的因素。研究结果表明,降低温度、减轻负载、提高滑移速度以及优化滑移方向的织构分布率,均能有效改善织构化摩擦副在混合润滑状态下的润滑性能。 此外,本文还针对磨损演化仿真方法进行了探讨,并以球面磨损为研究对象,Archard磨损方程为理论基础,分别采用自适应网格技术和虚拟本征应变方法两种磨损过程演化方案,进行干磨损有限元仿真,并对两种方案的结果进行了对比分析,为基于有限元法的磨损仿真提供了可行的途径。

关键词： 螺旋卸船机倾斜输送机理   螺旋叶片母线倾角   输送特性   回流   磨损  

摘要： 螺旋卸船机因简单灵活的机械结构、高效节能的输送效率和安全绿色的输送方式等特点成为大型港口输送散体物料的首选设备。目前对螺旋卸船机的研究更多地专注于水平段和垂直段,倾斜段作为螺旋卸船机输送物料时的关键一环,在整个输送过程中有着举足轻重的地位。螺旋卸船机倾斜作业时颗粒的运动更为复杂,而且重力的径向分力对物料的运动影响很大,因此对螺旋卸船机倾斜输送机理进行研究是提高散体物料卸船技术亟需解决的问题。本文以螺旋卸船机倾斜输送段为研究对象,在单质点理论、离散单元理论和磨损理论的基础上通过EDEM软件对卸船机在不同倾角下的输料过程进行仿真分析,深入研究螺旋转速、螺距、螺旋叶片母线倾角和进料量等不同工况参数对物料输送特性的影响、颗粒在输送段稳定输送时刻内的回流和螺旋体的磨损情况。主要研究内容如下:(1)基于单质点理论,对螺旋卸船机在不同倾角下物料的运动进行分析,构建散体物料在稳定输送过程中的力学模型,建立螺旋卸船机在不同倾角下的临界转速公式并推导物料的轴向速度和圆周速度、确定颗粒在运动中所形成的非规则螺旋导程角的大小。(2)结合工程实际对螺旋叶片母线函数进行拟合,确定了弯曲螺旋叶片母线函数的表达形式。(3)利用离散元法和EDEM软件对螺旋卸船机倾斜不同角度作业时进行模拟,分析不同几何因素(螺旋叶片母线倾角和螺距)和物理因素(螺旋转速和进料量)在物料输送过程中的速度、受力和输送量,为螺旋卸船机倾斜作业时不同工况选择提供理论依据。(4)采用微元的方法并依据卸船机体积生产率对螺旋槽内回流颗粒数量进行估算,根据螺旋卸船机的倾斜角度、螺旋升角和螺距的大小同时设定三个Bin Group单元对输送段稳定输送时间内颗粒信息统计分析,探究不同工况下颗粒在螺旋槽中的运动状态、波动程度和回流情况。结果表明:在稳定输送条件下,改变螺旋转速、进料量和螺距,颗粒的回流现象不会影响螺旋卸船机的输送效率。(5)基于磨损理论应用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with Archard Wear磨损模型,探究螺旋叶片母线倾角和进料量在螺旋卸船机不同倾角下工作时对螺旋体的磨损程度。结果表明:螺旋体的磨损程度与进料量近似呈等比例倍数增长,从螺旋体磨损的角度出发,20°弯曲螺旋叶片具有良好的性能。

关键词： 石墨烯   铜基自润滑复合材料   化学镀   摩擦磨损性能   机器学习  

摘要： 铜因其高导电和高导热而被广泛应用,但较差的摩擦学性能限制了其应用。为了提升铜的耐磨减摩性能,一种有效的方法是制备铜基自润滑复合材料,即在铜基体中加入适量的固体润滑剂作为增强体。石墨烯(graphene,Gr)具有良好的化学稳定性使其拥有很好的摩擦学性能,同时还具有很强的机械性能,可以提高材料之间的结合强度,有利于减小剪切应力,并能够降低摩擦系数(coefficient of friction,COF),是一种出色的固体润滑剂。现有的研究者在铜金属中加入Gr,可以使Gr与铜基体形成良好的界面结合,提高材料的耐磨减摩性能,制备的铜/石墨烯复合材料记为Cu/Gr复合材料。该复合材料的主要优点在于:与金属铜相比,具有优异的摩擦学性能。基于传统方法的Cu/Gr复合材料合理工艺参数的确定耗时耗力,引入机器学习模型来替代传统方法,不需要实验仅利用已知的工艺参数就可以进行Cu/Gr复合材料的摩擦磨损性能快速预测。本文采用球磨法、有活化敏化的化学镀和无活化敏化的化学镀等三种方法制备Cu/Gr复合材料,测试其摩擦学性能,探究三种工艺对其耐磨减摩性能的影响。其次,采用球磨和冷压烧结为加工工艺,设计实验并制备了Cu/Gr复合材料,探究Gr含量、球磨时间、实验载荷对其摩擦磨损性能的影响。最后,采用广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)、反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)、支持向量回归机(support vector regression machine,SVR)和随机森林(random forest,RF)等方法对Cu/Gr复合材料摩擦学性能进行建模,以Gr含量、球磨时间和实验载荷作为模型输入参数,COF和磨损率(wear rate,WR)作为模型输出参数,使用多种评价指标对模型预测结果进行评估。本实验的算法模型的构建基于Matlab R2018b完成。主要研究结果如下:1.随着Gr含量的增加,三种工艺制备的Cu/Gr复合材料的致密度均呈现出逐步增加并趋向平稳的趋势,当Gr含量为0.4wt%时,致密度达到最高,球磨法、有活化敏化的化学镀和无活化敏化的化学镀等三种方法制备Cu/Gr复合材料的致密度分别为75.71%、65.12%和90.06%。其中有活化敏化的化学镀制备的Cu/Gr复合材料的致密度均低于其余两种工艺,这是由于水合肼还原处理后,该复合材料吸附了更多氢气,导致其致密度最低。2.随着Gr含量的增加,用有活化敏化的化学镀制备的Cu/Gr复合材料的硬度先增加后减小;用无活化敏化的化学镀制备的Cu/Gr复合材料的硬度先减小后增加;用球磨法制备的Cu/Gr复合材料的硬度先小幅度增加后减小。3.研究了Gr含量对三种工艺制备的Cu/Gr复合材料耐磨减摩性能的影响。随Gr含量增加,有活化敏化的化学镀制备的Cu/Gr复合材料的COF先减小后增大,WR先增大后减小;随Gr含量增加,无活化敏化的化学镀制备的Cu/Gr复合材料的COF先减小后增大,WR先减小后增大;随Gr含量增加,球磨法制备的Cu/Gr复合材料的COF先增大后减小,WR先增大后减小。研究表明,活化敏化的化学镀制备的复合材料的摩擦学性能要好于其余两种制备工艺。4.研究了Gr含量、球磨时间和实验载荷对Cu/Gr复合材料耐磨减摩性能的影响。研究表明:随Gr含量的增加,Cu/Gr复合材料的COF表现为先增加后减小,其WR表现为先增大后减小再趋向平稳。随着球磨时间延长,Cu/Gr复合材料的COF呈先减小后增大。在球磨时间6h的情况下,COF达最小值,且波动曲线起伏较小,WR随球磨时间延长而减小。随着实验载荷的增加,Cu/0.6wt%Gr复合材料的COF持续减小,WR表现为先增加再减小。5.采用GRNN、BPNN、SVR和RF等四种模型来实现Cu/Gr复合材料的COF和WR的预测,并使用多种评价指标对模型测试结果进行定量评估,以验证模型的精度和泛化能力。结果表明:GRNN模型可以对Cu/Gr复合材料的COF和WR进行有效的预测,并有望在该领域的应用中发挥重要作用。

关键词： 水力   输送   弯曲   磨损   CFD-DEM  

摘要： 近几十年,管道水力输送已经成为最主要的粉体矿物材料输送方式。并且由于其环保洁净、无视地形、经济效益高等优点被广泛运用在生产制造的各个领域。但是输送过程中管道内固液两相间的动量交换以及复杂的力结构较难被测量,这往往造成管道内部出现巨大的压力和混乱的流态。另外,混合物输送方向的改变产生严重的壁面磨损问题也一直困扰着管道输送的正常运行,影响我国的生态环境安全和经济发展。本文使用计算流体力学(CFD)和离散元法(DEM)双向耦合方法,结合Archard磨损模型以及Ergun-Wenyu曳力模型和Haider&Levenspiel阻力模型对水力输送过程进行模拟分析。本次研究首先验证了CFD-DEM方法在水力输送过程中的适用性,通过对比三种不同工况下的实验数据探究选用模型的准确性;其次在网格验证的基础上,将垂直管道、水平管道和弯头相结合,使用颗粒形状作为量化指标研究了非球形颗粒的水力输送过程,系统性地对不同形状下的颗粒流速、管道压降等方面作出合理解释。研究结果为管道输送的工业应用提供了有效的参考,为我国固液两相流的研究提供了可靠的理论基础。此外,本文结合了前人的设计思路及前期研究成果,对管道弯头的几何形状进行数字化设计,提出一种新的解决思路-变径弯头;最后通过颗粒流态、固液速度、颗粒-壁面间力结构以及输送效率等方面提出可供参考的结果。这种设计旨在减少固相对弯头处的冲击,从而达到增加弯头使用年限,减少经济损失的目的。

关键词： 活塞环   表面织构   摩擦   磨损   二阶运动  

摘要： 气缸套-活塞环是发动机内的关键组成部件,其摩擦损失能占到整机的一半左右,这对机器的各方面性能及使用寿命都有着重要影响。表面织构技术是一种以减摩为目的的结构优化手段,将其应用于活塞环表面可以改善气缸套-活塞环系统的摩擦学性能。此外,气缸套-活塞环系统的磨损也是内燃机损耗研究中十分重要的一个方面,但由于它与系统摩擦学特性之间往往存在着相互制约的关系,因此,在研究表面织构对减小系统摩擦损失影响的同时,其对磨损影响的研究也必不可少。 本文以CY4102BQ柴油机内的活塞组件为研究对象,考虑接触面粗糙度和活塞环上不同织构的影响,应用Fortran语言编程,基于二维平均Reynolds方程及活塞环受力平衡分析,建立了织构化活塞环混合润滑模型,并以有限差分法和超松弛迭代法对模型进行离散求解。通过调整活塞环组上凹坑的半径、深度和面积占有率,对比计算出的润滑表面最小油膜厚度、系统摩擦力和摩擦损失等结果,得到了活塞环组摩擦性能受表面织构的影响规律,并针对三道环分别总结出了减摩效果最佳的织构组合方案。 此外,基于Holm-Archard提出的粘着磨损公式建立了系统的磨损模型,以所处环境最恶劣的第一道活塞环为例,通过对比不同凹坑参数条件下的微凸体承载力和气缸套磨损深度,得出了系统磨损情况受表面织构的影响规律,并结合织构对摩擦的影响结果,综合考虑下,总结出了对减小气缸套-活塞环系统摩擦和磨损最有利的织构参数组合。 在此基础上,通过分析活塞系统的受力情况推导出了活塞二阶运动方程,并以高斯消元法求解,将活塞的动力学与摩擦学性能耦合在一起,建立了一套新的考虑活塞二阶运动规律的织构化活塞环混合润滑模型和系统的磨损模型,进而研究织构化活塞环系统摩擦磨损受活塞二阶运动的影响情况。 研究结果表明,活塞环表面的凹坑能够通过改善系统的流体动压润滑效果来降低摩擦损失。对于本文模型来说,第一道活塞环的最佳凹坑参数组合为半径170μm,深度2μm,面积占有率15%-20%;第二道活塞环表面不宜添加凹坑;第三道活塞环的最佳凹坑参数组合为半径150μm,深度8μm,面积占有率20%。并且在加入了活塞二阶运动的影响因素后,合适的表面织构仍然可以起到积极的减摩作用。

关键词： 轴向柱塞泵   滑靴副   磨损表面形貌   热弹流混合润模型   润滑性能  

摘要： 轴向柱塞泵是航空航天、工程机械和重型装备等领域液压传动系统的核心动力元件。其关键摩擦副的早期磨损直接关乎整机的可靠性和使用寿命，特别是其中最为薄弱的滑靴副，在恶劣工况下工作极易率先发生磨损故障，导致滑靴副润滑失效，甚至整泵的报废。为此，研究磨损表面演化过程滑靴副润滑特性的变化规律，有助于及早发现滑靴副早期磨损故障，并对其润滑性能退化状态进行准确的评估，对采取及时有效的故障预测性维修策略，保障轴向柱塞泵的安全稳定运行至关重要。　　本文通过理论建模、数值仿真和试验验证相结合的方法，对磨损表面演化过程滑靴副的热弹流混合润滑特性进行了研究。具体工作如下：　　（1）对滑靴副的工作原理、运动与受力情况进行了分析，基于流体动压润滑理论，对滑靴副的油膜厚度和油膜压力方程进行了描述。考虑了滑靴副的流固耦合传热特性，建立了温度控制方程、热传导方程和表面变形方程。最后给出了压力控制方程和温度控制方程的离散与数值求解方法。　　（2）基于分形理论表征了滑靴的磨损表面形貌，将表面形貌与流体动压润滑模型和流固热耦合模型相结合，先后建立了滑靴副混合润滑模型和热弹流混合润滑模型，分别讨论了磨损劣化过程中表面形貌和表面变形对滑靴副油膜厚度场、压力场和润滑特性参数的影响。　　（3）搭建了滑靴副加速磨损退化状态模拟试验台，给出了滑靴副工况模拟、油膜厚度测量和表面形貌采集的原理与方法，通过分阶段试验记录了滑靴不同磨损阶段的表面形貌、油膜厚度和泄漏量的变化信息，验证了理论模型的准确性和分析结果的正确性。

关键词： 碳纤维增强树脂基复合材料   铣削加工   刀具磨损   工艺参数  

摘要： 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)轻质高强耐腐蚀，且结构功能可设计，广泛应用于航空航天等高端装备领域。如今随着装备性能升级的发展趋势，CFRP构件结构也趋于复杂并出现大量曲面类型。该类构件在连接装配时的精度要求较高且通常体积较大，需要采用球头铣刀进行形状修整。然而CFRP增强相碳纤维硬度高磨蚀性强，易导致刀具快速磨损影响加工过程表面质量与形位精度一致性，加之复合材料具有各向异性与层叠特性、球头铣刀各位置线速度不一致特性，刀具磨损规律复杂。因此，为提出合适的低磨损加工工艺，迫切需要对刀具磨损与工艺参数的关联关系开展研究。针对上述问题，本文研究了准确的磨损过程拟合方法并总结了基本规律，阐明了工艺对磨损速率的多因素影响原因，建立了曲面路径磨损预测模型为低磨损工艺设计提供支撑，具体内容如下：　　通过对CFRP铣削磨损过程分析，确定合理的磨损过程表征方法，基于实验观测数据分析并总结了高精度磨损量获取与高可信度磨损速率拟合方法，初步获取了纤维切削角度、转速、切削速度、磨损点位置角以及进给速度对磨损速率的影响规律，为磨损过程的数值模拟提供了准确的数据支撑;针对复杂的空间刀-工切触状态，进行了球头铣刀最大磨损点位置以及任意位置空间纤维切削角计算，设计了不同纤维切削角度下切触长度的统计方法，建立了适用于曲面复合材料铣削磨损预测的数学模型，并通过上述计算方法获取刀具不同条件下的切触状态，总结了影响曲面加工刀具磨损的两大类影响因素，发现除了改变传统转速进给等工艺参数，改变走刀方向或选择不同倾角都可能导致磨损差异，并初步获取了可降低刀具磨损的几何工艺参数选择区间;根据刀具磨损基本规律和曲面磨损预测数学模型为基础，设计了能够进行不同曲面路径的磨损过程数值模拟预测程序。选择Z-map的网格刷新方法模拟动态铣削过程，进行了合理的网格点划分及刀位点离散处理，设计了动态切削过程的有限步长切触状态量获取方法，计算得出了特征曲面路径下的磨损量变化曲线，经实验验证磨损预测程序最大误差小于10%，且相比传统磨损预测模型，能够在仅进行少量标定实验的情况下完成不同铣削路径的刀具磨损预测。　　最后，以刀具磨损预测模型进行了离散刃球头铣刀的磨损预测实验，证明了预测模型在不同结构刀具的适用性潜力，针对自由曲面，以磨损预测模型为辅助进行了低磨损加工工艺设计，针对加工路径、加工倾角、转速和进给给出了优化的低磨损参数，通过实验验证在相同的加工质量前提下优化工艺能够降低刀具16.7%的磨损。　　本文的研究工作能够指导后续的曲面CFRP的低磨损铣削理论和工艺设计研究，对曲面复合材料的高质高效加工方法具有借鉴意义。

关键词： 离散单元法   新拌混凝土   泵送吸料   结构改进   磨损  

摘要： 泵车是高层建筑、水利、桥梁等工程建设中常用的混凝土浇筑设备。随着河砂资源的减少,机制砂被用于代替河砂制备新拌混凝土。然而,使用机制砂制备的新拌混凝土和易性较差,容易产生泌水,这将导致在实际施工过程中出现泵送效率降低、易发生管道堵塞的现象。因此在对机制砂混凝土进行泵送施工的过程中,需要泵送吸料系统具备维持混凝土具有良好和易性的功能。另外,新拌混凝土中骨料形状大多不规则,且棱角分明,在混凝土泵送吸料过程中会造成泵送吸料结构的磨损加剧,导致泵送吸料系统密封性下降,影响泵送吸料效率。因而,对泵送吸料结构的磨损进行研究具有重要意义。本文使用离散单元法建立新拌混凝土离散元模型,基于软件EDEM的二次开发功能实现了混凝土吸料过程数值模拟,进行了混凝土泵送吸料过程的仿真。以提高料斗内混凝土颗粒流速、减小搅拌器阻力矩和S阀换向阻力矩为目标,对料斗、搅拌器和S阀的结构进行改进。此外,还研究了S管的结构参数、粗骨料对S管磨损的影响。本文主要包括以下内容: (1)根据C30混凝土配比初步建立了新拌混凝土DEM模型,对新拌混凝土DEM模型的相关参数进行了设置。然后进行了坍落度和L箱流变学实验,为新拌混凝土DEM模型的校核提供了依据。经过仿真与实验的对比验证,最终的得到了本文所需要的新拌混凝土DEM模型参数。 (2)编写了颗粒体积力API来实现混凝土吸料过程数值模拟,为验证混凝土吸料过程数值模拟,设计并搭建了混凝土吸料实验台,进行了混凝土吸料实验,确定了混凝土吸料过程数值模拟的准确性和可行性。 (3)通过混凝土泵送吸料数值模拟,对料斗、搅拌器和S阀的结构参数提出改进。设计料斗、搅拌器和S阀的结构改进仿真方案表,对料斗内颗粒流速、搅拌器阻力矩以及S阀阻力矩进行分析,并采用主效应法评估了料斗、搅拌器和S阀的结构参数对颗粒流速、搅拌器阻力矩以及S阀阻力矩的影响。再对料斗和搅拌器结构进行了进一步的改进,最终得到了料斗、搅拌器和S阀较优结构参数。 (4)进行了磨损实验来确定Archard磨损模型中所需要设置的磨损常数。分析了S管结构参数对S管的磨损,确定了S管结构的较优参数。统计并分类了不同地区粗骨料的粒径分布和形状分布,将粗骨料形状分布结果用于分析不同形状分布的粗骨料对S管的磨损。最后还分析了粗骨料含量和粗骨料粒径对S管磨损的影响大小。

关键词： 机械零件   缺陷检测   深度学习   深度度量学习   标签噪声  

摘要： 随着制造业的快速发展,零件表面缺陷检测已成为制造业中不可或缺的一环。表面缺陷会对零件的质量和性能产生严重影响,甚至会导致零件的失效。近年来人工智能技术不断进步,基于机器视觉的缺陷检测得到了大量发展与应用。然而,这些方法在实际应用时,存在泛化性不足、分类精度不高、收敛速度慢、易受噪声干扰等问题。本文针对上述问题,研究了基于O2U-Net(Overfitting to Underfitting Net)的标签噪声过滤方法和基于深度度量学习的表面缺陷检测方法,并将这两种方法结合,开发了一套中间壳表面缺陷智能检测系统以应用于实际产线。本文主要研究内容如下:1.为了缓解零件表面缺陷检测中标签噪声的影响,提出了一种基于改进O2U-Net的标签噪声过滤方法。首先,利用部分干净样本对加入MIC(Masked Image Consistency)模块的模型进行预训练,增加困难样本和错误标签样本之间的差异性,降低模型将困难样本识别为错误标签样本的风险;然后,为了提高数据利用率,将每个批次中提取的图像特征保存到记忆模块,并比较各个样本之间的相似度进一步筛选标签噪声;最后,通过中间壳表面缺陷数据集验证该方法的去噪性能,实验结果表明该方法针对不同噪声比例的样本能够达到97.54%的准确率,相较原方法最高能够提升8.77%的准确率。2.针对大部分深度学习模型应用于复杂零件表面缺陷检测时存在分类精度低、收敛速度慢、稳定性不高的问题,提出了一种基于深度度量学习的表面缺陷检测方法。首先,引入了深度注意中心损失函数,并根据各个样本到中心的距离对损失进行加权优化,大幅度增加背景和特征重要性区分度,同时提高了模型的分类精度和收敛速度;然后,利用改进的O2U-Net模型进行样本筛选和预训练,提取各类样本的中心作为中心损失的初始中心,有效降低了标签噪声的影响,改善了中心随机性问题,减少了模型训练崩溃的概率;最后,利用中间壳表面缺陷数据集对模型进行了测试,实验结果表明该方法最高能够达到97.14%的分类准确率,证明了其在零件表面缺陷检测中的优越性。3.为了实现零件表面缺陷的自动化检测,本文设计了一套中间壳表面缺陷智能检测系统。首先,对中间壳的表面缺陷类型和位置进行分析,并根据缺陷特点对检测系统进行整体规划;然后,对相机、镜头、光源等硬件设备进行了选型,设计了相关工业相机与光源的组合方案以完成图像采集工作;最后,基于.NET平台开发智能表面缺陷检测软件,该软件具备直线度检测、圆检测、边缘检测和深度学习等功能,并集成模板管理、数据统计、结果显示等界面。通过功能测试证明了本文所设计的系统能够实现中间壳表面缺陷高精度自动化检测功能,满足企业需求。